CN202416173U - 带水平k撑宽桁桥面系结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种带水平K撑宽桁桥面系结构，包括主桁节点、主桁弦杆、钢桥面板、设置在钢桥面板下底面上的纵肋、以及设置在桥面板下的主横梁，所述每个主横梁的两端与主桁节点相连，所述两个主横梁之间设置有多根次横梁，所述钢桥面板两侧设有边纵梁，所述边纵梁的两端与主横梁相连，所述次横梁的两端与边纵梁相连，所述主桁节点与主横梁端部两侧的边纵梁之间通过水平K撑连接。本实用新型利用桥面板、边纵梁及水平K撑组成的纵向力传递体系有效地将桥面制动力、桥面承担的主桁下弦轴力等纵向荷载传递到主桁节点，动力性能优，替代传统的制动撑，还节约了钢材，适应高速行车的要求，可用于大跨及特大跨的钢桁梁桥的桥面结构设计。

Description

带水平K撑宽桁桥面系结构

技术领域

本实用新型涉及桥梁工程钢桁梁桥技术领域，特别涉及一种带水平K撑宽桁桥面系结构。

背景技术

桥面系设计是钢桁桥梁设计的关键，它直接关系到桁式的选择、结构受力性能。钢桁梁桥桥面主要有以下几种形式：明桥面、混凝土桥面、正交异性钢桥面。

明桥面：我国早期建成的钢桁梁铁路桥，大多纵横梁明桥面，如武汉长江大桥、南京长江大桥。明桥面结构在主桁节点处设置桥面横梁，桥面纵梁与横梁相连，轨枕(或钢轨通过扣件)直接固定在纵梁上。如果采用连续纵梁，由于桥面和主桁弦杆的纵向变形不一致，从而使纵向水平力在纵梁上不断积累，导致横梁不仅承受竖向弯距，而且还承受较大的面外弯距。对于跨度大于80m钢桁梁桥，需要设置伸缩纵梁以释放纵梁积累的纵向水平力，然而伸缩纵梁处纵梁的竖向刚度会发生突变，在列车反复荷载作用下伸缩装置容易破坏，这不符合高速行驶列车的安全性和旅客的舒适性要求。。

混凝土桥面根据混凝土桥面板按照结合方式分为全结合、半结合、不结合。混凝土桥面板与纵横梁及主桁弦杆都通过剪力键结合成整体的为全结合，只与纵横梁结合而不和下弦杆结合的为半结合，都不结合为不结合。不结合混凝土桥面以抗弯刚度较大的混凝土梁通过支座直接搁置在横梁上，纵桥向设置了断缝，破坏了桥面竖向刚度的连续性及结构的整体性；施工过程的支座顶标高控制、后期支座更换及养护维修均存在困难。

半结合混凝土桥面横梁除了承受竖向弯距外，还得承受积累在桥面纵梁上的纵向水平荷载产生的面外弯距，特别是端横梁的面外弯距较大。对于大跨钢桁梁桥，则需要设置桥面断缝。全结合混凝土桥面与半结合相比，全结合混凝土桥面的横梁面外弯矩有了改善，但结构自重显著增加，混凝土板与主桁下弦结合的构造复杂运营荷载下混凝土板易出现开裂病害，一般只适用较小跨度。

正交异性钢桥面由多节连接而成，每一节包括钢桥面板(包括纵肋)、纵梁、横梁组成，桥面钢板边缘与主桁弦杆的顶板焊接成整体，使桥面参与主桁弦杆的纵桥向受力。正交异性钢桥面存在传力不合理的缺陷，以至于存在下述问题：(1)由于下弦杆顶面板厚与桥面钢板厚度不同及竖向变形的不一致，钢桥面板和主桁弦杆顶面的连接成了受力薄弱处；(2)当桥面较宽时，由于桥面的剪力滞效应，不能从根本上解决桥面横梁面外弯距偏大的问题；(3)由于节间桥面竖向荷载主要通过纵梁以集中荷载形式分散在横梁上，势必引起横梁较大的竖向弯距，加大了横梁截面尺寸；(4)桥面纵向水平荷载通过钢桥面板与主桁弦杆顶板间的焊缝传递到主桁上，而焊缝需要现场工地焊，焊缝长，热效应积累明显，难以保证焊接质量；(5)由于一部分节间桥面竖向荷载通过次横梁以集中荷载形式分散在主桁弦杆上，下弦杆不但要承受主桁体系产生的轴向荷载，而且要承受次横梁作用产生的竖向弯距，使下弦杆受力复杂，降低了下弦杆的承载能力。

因此亟待一种新型的传力合理的宽桁桥面系来克服现有的不足，适应大跨、高速的桥梁需要的桥面系结构。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决上述问题，提供一种传力合理的带水平K撑宽桁桥面系结构。

为实现上述目的，本实用新型设计的带水平K撑宽桁桥面系结构，包括主桁节点、主桁弦杆、钢桥面板、设置在钢桥面板下底面上的纵肋、以及设置在桥面板下的主横梁，所述每个主横梁的两端与主桁节点相连，所述两个主横梁之间设置有多根次横梁，所述钢桥面板两侧设有边纵梁，所述边纵梁的两端与主横梁相连，所述次横梁的两端与边纵梁相连，所述主桁节点与主横梁端部两侧的边纵梁之间通过水平K撑连接。

在上述技术方案中，所述钢桥面板与主桁分离。

在上述技术方案中，所述水平K撑的两个斜撑共同端与主桁节点连接，水平K撑的两个斜撑另一端分别与边纵梁连接。

本实用新型在密横梁桥面系的钢桥面板两个侧面分别增加两道连续的边纵梁，在主横梁之间设多道次横梁，主桁只受节点荷载；在边纵梁和主桁节点间设置水平K撑，桥面系与主桁通过主横梁及水平K撑与主桁节点相连，桥面板与主桁下弦分离，使主桁只受节点荷载，受力更加合理；桥面纵桥向荷载逐节间分散到主桁节点，纵桥向荷载不会积累到一出而导致桥面端横梁弯距过大的，避免了纵梁断开的缺陷；整个桥面系优化了桥面竖向荷载的传力路径，路径一：桥面竖向荷载→主横梁→主桁节点；或为路径二：桥面竖向荷载→次横梁→边纵梁→主横梁→主桁节点，有效地减小了主横梁的竖向弯距，优化了结构设计；并且本实用新型桥面系结构整体布置紧凑，特别是较宽桥面，仅需要两片主桁，并且不需要增设竖向吊杆和竖向K撑的方法来解决横梁竖向弯矩过大的问题，这样竖向荷载在两片主桁间分配明确，桥上视野开阔，大型机械养护方便，并且利用桥面板、边纵梁及水平K撑组成的纵向力传递体系有效地将桥面制动力等纵向荷载传递到主桁节点，动力性能优，替代传统的制动撑，还节约了钢材。本实用新型适应高速行车的要求，可用于大跨及特大跨的钢桁梁桥的桥面结构设计。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的A-A向视图；

图中：1、钢桥面板；2、主桁弦杆；3、主横梁；4、次横梁；5、主桁节点；6、边纵梁；7、水平K撑。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述：

如图1和图2所示的带水平K撑宽桁桥面系结构，包括正交异性钢桥面板1、主桁节点5、主桁弦杆2，设置在钢桥面1下底面上的纵肋、以及设置在桥面板1下的主横梁3，钢桥面板1与主桁弦杆2分离，每个主横梁3的两端与主桁节点5相连，两个主横梁3之间设置有多根次横梁4，钢桥面板1两侧设有边纵梁6，边纵梁6的两端与主横梁3相连，次横梁4的两端与边纵梁6相连，主桁节点5、主横梁3端部两侧的边纵梁6三者之间通过水平K撑7连接。主横梁3、次横梁4、边纵梁6、水平K撑7的顶面齐平。

本实用新型的钢桥面板1同时兼作主横梁3和次横梁4的上翼板，主横梁3和次横梁4的两端均与边纵梁6的顶板焊接成一个整体。水平K撑7的两个斜撑一端(共同端)与主桁节点5连接，水平K撑7的两个斜撑另一端分别与边纵梁6连接。

工作时，桥面荷载可通过两条路径传递到主桁节点5：其一为桥面竖向荷载→主横梁3→主桁节点5，其二为桥面竖向荷载→次横梁4→边纵梁6→主横梁3→桁节点5。由于边纵梁6距离主桁节点5较近，边纵梁6作用在主横梁3上的集中荷载在主横梁3两端产生的弯矩相对较小，这样大大减小了主桁腹杆的面外弯矩。同时，每一节间的边纵梁6通过水平K撑7参与了主桁下弦的纵桥向受力，使桥面的纵桥向内力分散传递到各个主桁节点5上，不至于累积到桥端的主横梁3上而导致桥端主横梁3面外弯矩较大。并且，通过边纵梁6和水平K撑7使次横梁4与主桁弦杆2分离，使边纵梁6直接承受桥面竖向荷载及其产生的弯矩效应，使主桁下弦2主要承受主桁体系的轴向荷载，桥面荷载均通过桥面主横梁3传递到主桁节点5优化了结构受力，避免桥面板1与主桁下弦2顶板直接焊接在一起带来的缺陷。通过优化桥面系的传力途径，改善宽桁下弦杆2、主横梁3的受力，实现两片主桁满足多线(三线或四线)铁路或多车道公路较宽桥面的设计要求，使桥面系结构合理，桥面布置紧凑，受力明确合理，为高速行车和大型机械养护创造了良好的条件，具有良好的社会和经济效益。该桥面系可广泛应用于高铁、轻轨、城市BRT、高速公路、公铁合建等大跨度的宽桁钢桁梁、钢桁拱、钢桁斜拉桥。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (3)

1.一种带水平K撑宽桁桥面系结构，包括主桁节点、主桁弦杆、钢桥面板、设置在钢桥面板下底面上的纵肋、以及设置在桥面板下的主横梁，所述每个主横梁的两端与主桁节点相连，所述两个主横梁之间设置有多根次横梁，其特征在于：所述钢桥面板两侧设有边纵梁，所述边纵梁的两端与主横梁相连，所述次横梁的两端与边纵梁相连，所述主桁节点与主横梁端部两侧的边纵梁之间通过水平K撑连接。

2.根据权利要求1所述的带水平K撑宽桁桥面系结构，其特征在于：所述钢桥面板与主桁弦杆分离。

3.根据权利要求1或2所述的带水平K撑宽桁桥面系结构，其特征在于：所述水平K撑的两个斜撑共同端与主桁节点连接，水平K撑的两个斜撑另一端分别与边纵梁连接。

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